(57)【要約】【課題】  操舵トルクの発生の制限と非制限とのハンチングを防止してドライバに与える違和感を少なくするとともに、無駄な警報作動の発生を防止することができる車線逸脱防止装置を提供する。【解決手段】  車線逸脱防止装置１は、逸脱防止支援ＥＣＵ１０を備える。逸脱防止支援ＥＣＵ１０は、逸脱判定を行う際、ドライバがステアリングに所定の大きさの操作トルクを与えたときに電動モータによる操舵トルクの付与を禁止した作動禁止状態とする。この作動禁止状態にあるとき、自車における操舵トルクが所定値以下であり、カーブＲが所定値以上であるときには、作動禁止状態から作動可能状態への復帰を禁止しない。逆に操舵トルクが所定値を以下でなく、またはカーブＲが所定値以上でない場合には、作動禁止状態から作動可能状態への復帰を禁止する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中の車両が車線を逸脱すると判断したときに、前記車両に逸脱警報を作動させて車線逸脱を防止する一方で、ステアリングから入力された操舵トルクに基づいて前記逸脱警報の作動を禁止する作動禁止判断を行う車線逸脱防止装置において、
前記逸脱警報の作動が禁止状態にあるとき、前記車両の直進走行条件に基づいて前記逸脱警報の作動禁止状態から作動可能状態への復帰を禁止する復帰禁止判断を行うことを特徴とする車線逸脱防止装置。
【請求項２】
前記車両の直進走行条件は、前記車両における車両進行方向に対する横移動量である請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項３】
前記車両進行方向に対する横移動量が所定値以上であるときに、前記逸脱警報の作動禁止状態から作動可能状態への復帰を禁止する請求項２に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項４】
前記車両の直進走行条件は、前記車両が走行する道路のカーブ半径に関する値である請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転支援を行う運転支援装置における走行中の車両が車線から逸脱するのを防止する車線逸脱防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車線が描かれた道路を走行する車両が、車線から逸脱するのを防止する車線逸脱防止機能を備える車両がある。このような車線逸脱防止機能を備えるものとして、たとえば特開平７−１０４８５０号公報に開示された装置がある。この装置は、車線の間における中心線を追跡し、車両が中心線からずれた際に、操舵機構に結合された電動モータにより、車両の操舵機構にトルクを与え、車両を中心線の位置に復帰させるというものである。
【０００３】
また、この種の車線逸脱防止機能を備えるものとして特開平１１−９１６０６号公報に開示された車両用操舵制御装置がある。この車両用操舵制御装置は、運転者が意識的に車両を制御領域に導いたか否かを判断し、意識的に導いたと判断したときには、車両を復帰させる復帰トルクの発生を制限させるというものである。
【特許文献１】特開平７−１０４８５０号公報
【特許文献２】特開平１１−９１６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に開示された装置では、車両が中心線からずれたときには、車両の操舵機構に復帰トルクを与えているので、ドライバが車線中心に復帰するようにステアリングを操作した場合には、この復帰トルクが余分となることがある。これに対して、特許文献２に開示された車両用操舵制御装置では、運転者が意識的に車両を導いているか否かを判断し、意識的に導いた時には復帰トルクをキャンセルするので、余分な復帰トルクの付与をなくすことができる。
【０００５】
ところが、車両が急なカーブを走行しているときには、一般的にドライバは無意識のうちに左右方向に微妙な修正操舵を繰り返して走行する。このような左右方向の修正操舵が繰り返されると、復帰トルク（操舵トルク）の発生の制限（作動禁止状態）と非制限（作動可能状態）とのハンチングが発生するため、制限と非制限状態の切り替わりを音または表示によってドライバに告知すると違和感を与えるという問題があった。
【０００６】
また、車線逸脱は、主にいわゆるぼんやり運転を行っているときに発生することが多い。ところが、急なカーブを走行中であり、かつ復帰トルクの発生の制限が行われているときには、ドライバが意識的に車両を導く操作をしているので、ぼんやり運転となっている可能性は非常に低い。このような状態で車線逸脱防止支援を行うと、無駄な警報作動が発生するおそれがあるという問題もあった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、操舵トルクの発生の制限と非制限とのハンチングを防止してドライバに与える違和感を少なくするとともに、無駄な警報作動の発生を防止することができる車線逸脱防止装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決した本発明に係る車線逸脱防止装置は、走行中の車両が車線を逸脱すると判断したときに、車両に逸脱警報を作動させて車線逸脱を防止する一方で、ステアリングから入力された操舵トルクに基づいて逸脱警報の作動を禁止する作動禁止判断を行う車線逸脱防止装置において、逸脱警報の作動が禁止状態にあるとき、車両の直進走行条件に基づいて逸脱警報の作動禁止状態から作動可能状態への復帰を禁止する復帰禁止判断を行うものである。
【０００９】
本発明に係る車線逸脱防止装置は、逸脱警報の作動が禁止状態にあるときに、車両の直進走行条件に基づいて復帰禁止判断を行っている。このため、ドライバが急なカーブを走行中であり、直進走行条件を満たさないときに無意識的に左右の修正操舵を行ったとしても、作動禁止状態と作動可能状態とのハンチングを防止することができる。
【００１０】
また、車両が急なカーブを走行中であり、直進走行条件を満たさないときには、ドライバは意識的に運転を行っており、ぼんやり運転を行っている可能性は低いと考えられるため、逸脱警報を発する必要性が低くなっている。このようなときには、逸脱警報が作動禁止状態にあるのを維持することにより、ドライバに与える違和感を少なくすることができる。
【００１１】
ここで、車両の直進走行条件は、車両における車両進行方向に対する横移動量である態様とすることができる。
【００１２】
このように、車両の直進走行条件は、車両における車両進行方向に対する横移動量を用いることにより、好適に表すことができる。
【００１３】
また、車両進行方向に対する横移動量が所定値以上であるときに、逸脱警報の作動禁止状態から作動可能状態への復帰を禁止する態様とすることもできる。
【００１４】
このように、車両進行方向に対する横移動量が所定値以上であるときに、逸脱警報の作動禁止状態から作動可能状態への復帰を禁止することにより、作動禁止状態と作動可能状態とのハンチングを効果的に防止することができる。また、ドライバに与える違和感を効果的に少なくすることができる。
【００１５】
さらに、車両の直進走行条件は、車両が走行する道路のカーブ半径に関する値である態様とすることもできる。
【００１６】
このように、車両の直進走行条件は、道路のカーブ半径に関する値とすることもできる。道路のカーブに関する値は、たとえば車両に設けられたカメラで撮像された画像を画像処理することによって求めることができるし、別途検出手段を求めてヨーレート、横加速度、車速などを用いた演算処理によって求めることもできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る車線逸脱防止装置によれば、操舵トルクの発生の制限と非制限とのハンチングを防止してドライバに与える違和感を少なくするとともに、無駄な警報作動の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態に係る車線逸脱防止装置のブロック構成図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態に係る車線逸脱防止装置１は、逸脱防止支援ＥＣＵ１０を備えている。逸脱防止支援ＥＣＵ１０には、車速検出手段１１、操舵トルク検出手段１２、白線認識カメラ１３、ブレーキスイッチ１４、ウィンカースイッチ１５、およびメインスイッチ１６が接続されている。また、ＥＣＵ１０には、操舵トルク印加手段１７、警報ブザー１８、およびメーター１９が接続されている。
【００２０】
逸脱防止支援ＥＣＵ１０は、車速検出手段１１、操舵トルク検出手段１２、白線認識カメラ１３などから出力される情報に基づいて、自車が車線を逸脱するか否かを判断する。その結果、自車が所定時間後に車線を逸脱すると判断したときに、操舵トルク印加手段１７、警報ブザー１８などに所定の信号を出力する。逸脱防止支援ＥＣＵ１０のさらに詳しい機能は、後に説明する。
【００２１】
車速検出手段１１は、たとえば車両の前輪部分に取り付けられており、自車が走行する際の車速を検出している。車速検出手段１１は、検出した車速を逸脱防止支援ＥＣＵ１０に出力している。
【００２２】
操舵トルク検出手段１２は、たとえば車室内のステアリングに接続されたステアリングロッドに取り付けられており、ドライバのステアリング操作によってステアリングに入力された操舵トルクを検出している。操舵トルク検出手段１２は、検出した操舵トルクを逸脱防止支援ＥＣＵ１０に出力している。
【００２３】
白線認識カメラ１３は、たとえば車室内におけるフロントガラス上部から車外を見渡す位置に配置されており、フロントガラス越しに覗く車外の状況を撮像している。白線認識カメラ１３は、撮像した車外状況を逸脱防止支援ＥＣＵ１０に出力している。
【００２４】
ブレーキスイッチ１４は、たとえば車室内におけるブレーキペダルに取り付けられており、ドライバによるブレーキペダルの操作を検出している。ブレーキスイッチ１４は、ドライバがブレーキペダルを操作して車両にブレーキ動作をさせようとした際に、ブレーキ信号を逸脱防止支援ＥＣＵ１０に出力する。
【００２５】
ウィンカースイッチ１５は、たとえば車室内におけるウィンカーレバーに取り付けられており、ドライバによるウィンカーの操作を検出している。ウィンカースイッチ１５は、ドライバがウィンカーレバーを操作してウィンカーを出そうとした際に、ウィンカー信号を逸脱防止支援ＥＣＵ１０に出力する。
【００２６】
メインスイッチ１６は、たとえば車室内における運転席側のドアに取り付けられている。ドライバなどがメインスイッチ１６をＯＮにする操作をすると、メインスイッチ１６は、ＯＮ信号を逸脱防止支援ＥＣＵ１０に出力する。逸脱防止支援ＥＣＵ１０は、このＯＮ信号を受けて逸脱防止支援を開始する。
【００２７】
操舵トルク印加手段１７としては、たとえばステアリングロッドに接続された電動パワーステアリング装置における電動モータが用いられる。操舵トルク印加手段１７は、逸脱防止支援ＥＣＵ１０から出力される印加信号に基づいて、ステアリングロッドに本発明の警報トルクである所定の操舵トルクを印加する。
【００２８】
警報ブザー１８は、たとえば車室内のインストルメントパネル部分に設けられており、ドライバに到達する所定の音量の警報を発する。また、警報ブザー１８が発する信号には複数の種類が備えられており、逸脱防止支援ＥＣＵ１０から出力される警報信号に基づいて、所定の種類の警報が出力される。
【００２９】
メーター１９には、図２に示すように、速度メーター２１およびタコメーター２２が設けられている。速度メーター２１の表示部分には、「ＬＫＡ」の文字で表される逸脱防止支援実行表示２３、操舵制御実行表示２４、白線認識表示２５、レーダクルーズ表示２６、およびレーダクルーズ設定速度表示２７などが表示される。これらの表示部分には、逸脱防止支援ＥＣＵ１０から出力される表示信号に基づいて、適宜の表示がなされる。具体的に、逸脱防止支援実行表示２３は、逸脱防止支援を行っている最中に点灯する。また白線認識表示２５では、逸脱防止支援中、操舵トルクの印加を禁止しているときに太線表示とし、操舵トルクの印加を禁止していないときには、細線表示としている。
【００３０】
以上の構成を有する本実施形態における車線逸脱防止装置１における動作、作用について説明する。本実施形態では、車線逸脱防止支援を行うにあたり、車線逸脱防止を行う際に操舵トルク印加手段１７に付与する操舵トルクのパターンに特徴があるが、この特徴に関する詳しい説明の前に、運転支援制御の全体について説明する。図３は、本実施形態に係る車線逸脱防止装置１の制御手順を示すフローチャートである。
【００３１】
本実施形態に係る車線逸脱防止装置１では、逸脱防止支援ＥＣＵ１０において、運転支援を開始する前処理として、メインスイッチ１６がＯＮになっていることを確認する。メインスイッチ１６がＯＮになっていたら、白線認識カメラ１３で撮影された画像から白線を取り出す白線情報処理を行い、自車が走行する車線の白線を認識する。それから、白線認識処理を行い、白線の検出結果に基づくフラグ処理を行う。白線情報処理を行った後、操舵支援の可否を判断する（Ｓ１）。操舵支援の可否判断は、車速検出手段１１から出力される車速情報、白線情報処理によって白線が認識されているか否かの情報などに基づいて行われる。
【００３２】
操舵支援の可否判断が済んだら、次にドライバの操作判定を行う（Ｓ２）。ドライバの操作判定は、操舵トルク検出手段１２から出力される操舵トルク信号、ブレーキスイッチ１４から出力されるブレーキ信号、およびウィンカースイッチ１５から出力されるウィンカー信号などに基づいて行われる。操舵トルク信号が所定のトルク量を示す場合には、ドライバがステアリングを操作したと判断する。また、ブレーキスイッチ１４からブレーキ信号が出力された場合には、ドライバがブレーキ操作を行ったと判断し、ウィンカースイッチ１５からウィンカー信号が出力された場合には、ドライバがウィンカー操作を行ったと判断する。これらのドライバ操作の判断結果に基づいて、運転支援を継続するか否かを判断する。
【００３３】
ドライバ操作判定を行ったら、続いて逸脱緩和制御操作量を算出する（Ｓ３）。ここでは、自車を車線内に戻すために必要な目標トルクを算出する。逸脱緩和制御操作量は、ステアリングの切り角に基づいて判断される自車の旋回半径および自車の車速を用いて算出される。また、逸脱緩和制御操作量には、所定の上限値を設定しておく。逸脱緩和制御操作量の算出については、後にさらに説明する。
【００３４】
逸脱緩和制御操作量を算出したら、車線逸脱判定を行う（Ｓ４）。ここでは、自車が所定時間経過、たとえば約１秒後に車線を逸脱するか否かを判定し、車線逸脱の判定結果に基づいて、操舵トルク印加手段１７などに対する作動を要求するか否かの判断を行う。車線の逸脱判定は、操舵支援の可否状態、白線検出状態、自車の車線に対するオフセット量、ヨー角、道路の推定Ｒ、車線幅などに基づいて行われる。
【００３５】
いま、図４に示すように、自車Ｍが道路Ｒ上を走行しているとする。ここで、自車Ｍの速度、ヨー角、道路Ｒに対するオフセット量などに基づいて、約１秒間の自車Ｍの走行経路を算出する。その結果、自車Ｍの走行経路Ｃ１が白線Ｗ上を走行すると判断したときに、後の処理で算出される操舵トルクを操舵トルク印加手段１７によって印加し、たとえば走行経路Ｃ２となるようにする。このように走行経路を変えるように制御する。このように、走行経路をＣ１からＣ２に変更することにより、車両が白線から逸脱するまでの逸脱余裕時間を長くすることができる。逸脱余裕時間を長くすることにより、ステアリングに操舵トルクを印加し、また、ドライバに逸脱の危険を報知することにより、車線逸脱防止を図る。
【００３６】
さらに、この車線逸脱判定では、ドライバがステアリングを操作して与えられる操舵トルクなどに基づいて、ステアリングロッドに対する操舵トルクの印加を禁止するか否かの判断をし、禁止しないと判断したときに、操舵トルクの印加を許可する。たとえば、ドライバがステアリングを操作して与えられる操舵トルクが大きい場合には、ステアリングロッドに対する操舵トルクの印加を禁止する。
【００３７】
また、操舵トルクの印加が禁止された状態では、車両の直進走行条件に基づいて、禁止状態から復帰するにあたって、復帰を禁止するか否かの復帰禁止判断を行っている。ここで行われる復帰禁止判断については、後にさらに説明する。
【００３８】
車線逸脱判定を行った後は、逸脱緩和制御目標トルクを算出する（Ｓ５）。ここでは、逸脱緩和操作量に対して実際に操舵トルク印加手段１７によって印加する操舵トルクの波形を算出する。このような波形となる操舵トルクを、電動パワーステアリング装置における電動モータからステアリングロッドに印加する。
【００３９】
逸脱緩和制御目標トルクを算出したら、逸脱防止支援を行う旨をドライバに知らせるためのブザー吹鳴処理を行う（Ｓ６）。車線逸脱判定処理において、自車が車線を逸脱すると判断し、操舵トルク印加手段１７によって操舵トルクが印加されているときに、警報ブザー１８から所定の音の警報が出力される。本実施形態では、直進走行条件をステアリングに付与される操舵トルクおよびカーブ半径に関する値であるカーブＲに基づいて判断している。
【００４０】
また、ブザー吹鳴処理を行うとともに、警報表示処理がなされる（Ｓ７）。車線逸脱判定処理において、自車が車線を逸脱すると判断し、操舵トルク印加手段１７によって操舵トルクが印加されているときに、メーター１９には、逸脱防止支援実行表示２３および白線認識表示などがなされる。これらの操舵トルクの印加、ブザーの吹鳴、および逸脱防止支援実行表示などが本発明の逸脱警報の作動に相当する。
【００４１】
その後、所定のデータ出力処理を行う（Ｓ８）ことにより、運転支援が終了する。
【００４２】
それでは、上記のフローチャートのステップＳ４で行われる操舵トルクの印加を禁止した状態から、操舵トルクの印加を許可する状態への復帰を禁止するか否かの復帰禁止判断について説明する。図５は、復帰禁止判断の手順を示すフローチャートである。
【００４３】
まず、操舵操作フラグがＯＮになっているか否かを判断する（Ｓ１１）。操舵操作フラグがＯＮになっているときには、操舵トルクの印加を禁止した、作動禁止状態となっている。したがって、操舵操作フラグがＯＮになってないときには、操舵トルクの印加は禁止されていないので、印加禁止からの復帰判断は不要となる。したがって、操舵操作フラグがＯＮになっていないときには、印加禁止からの復帰禁止判断は終了する。
【００４４】
一方、操舵操作フラグがＯＮになっているときには、操舵トルクの印加が禁止されている。このときは、復帰禁止の判断を行うべく、操舵トルクが所定値以上であるか否かの判断を行う（Ｓ１２）。ここでの操舵トルクの所定値としては、ドライバが意識的に操舵していると感じられる程度の操舵トルクを設定しておく。
【００４５】
その結果、操舵トルクが所定値以上であると判断したときには、操舵操作フラグをＯＮにした状態を継続し（Ｓ１５）、操舵トルクの印加が禁止された作動禁止状態から、操舵トルクの印加が可能な作動可能状態への復帰を禁止する。
【００４６】
仮に、操舵トルクが所定値以上であるときに、復帰禁止を行わないようにすると、カーブ路では、作動禁止状態と作動可能状態とのハンチングが発生することが考えられる。このようなハンチングにより、ドライバが違和感を覚えることがある。また、このようなハンチングが生じると、このハンチングによって白線認識表示２５における太線と細線との表示がちらつき、ドライバに違和感を与えるおそれがある。
【００４７】
これに対して、本実施形態では、ドライバが意識的な操作を行っていると考えられる場合には、操舵操作フラグをＯＮにした状態を継続して、作動禁止状態から作動可能状態への復帰を禁止している。また、操舵トルクが所定値以上である場合には、ドライバが意識的な操作を行っており、いわゆるぼんやり運転を行っている可能性は低いと考えられる。したがって、ドライバが意識的な操舵を行っており、作動可能状態への復帰の必要性は低い状態で、白線認識表示２５のちらつきを防止することができる。
【００４８】
また、ステップＳ１２において、操舵トルクが所定値以下であると判断したときには、カーブＲが所定値、たとえば２００Ｒ以上であるか否かを判断する（Ｓ１３）。白線認識カメラ１３で撮影された画像を画像処理することによって得られた白線の曲率に基づいて求められる。
【００４９】
その結果、カーブＲが所定値以上でなく、急なカーブであると判断した場合には、操舵操作フラグをＯＮにした状態を継続し（Ｓ１５）、作動禁止状態から作動可能状態への復帰を禁止する。自車が急なカーブを走行中である場合にも、操舵トルクを大きくしている場合と同様、作動禁止状態と作動可能状態とのハンチングが防止され、ハンチングによってドライバに与える違和感を少なくするとともに、白線認識表示２５における太線と細線とのちらつきを防止することができる。
【００５０】
そして、カーブＲが所定値以上であり、自車が直線状の道路を走行しているときには、操舵操作フラグをＯＦＦにし（Ｓ１４）、復帰を禁止することなく、作動禁止状態から作動可能状態へ復帰させる。このように、ステアリングに大きな操舵トルクを付与することなくを直線状の道路を走行しているときに、ぼんやり運転が生じやすい。このような場合に、逸脱防止支援を好適に行うことができる。
【００５１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、直進走行条件を操舵トルクおよびカーブＲの両方で求めているが、これらの一方のみを直進走行条件とすることができる。また、直進走行条件としては、ヨーレート、横加速度、ナビゲーション情報などを用いることもできる。ヨーレートおよび横加速度は、車両に別途ヨーレートセンサおよび横加速度センサ（Ｇセンサ）を取り付けることによって検出することができる。また、ナビゲーション情報は、車両にナビゲーション装置を取り付け、このナビゲーション装置から得ることができる。
【００５２】
また、上記実施形態では、カーブ半径に関する値としてカーブＲを用いているが、カーブ半径に関する値として、カーブ半径（曲率半径）やカーブ曲率を用いることもできる。カーブ半径に関する値としてカーブの曲率を用いる場合には、カーブＲの逆数となるので、図５におけるステップＳ１３では、カーブ曲率が所定以下の場合に急カーブ、つまりカーブＲが所定値以下に相当するので、操舵操作フラグをＯＮにした状態を継続する。一方、カーブ曲率が所定値以下のときには、カーブＲが所定以上で緩カーブ、つまりカーブＲが所定値以上に相当するので、操舵操作フラグをＯＦＦにする。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る車線逸脱防止装置のブロック構成図である。
【図２】メーターの正面図である。
【図３】本発明に係る車線逸脱防止装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図４】道路を走行する車両における逸脱防止支援を行う際と行わない際との車両の走行路を説明するための図である。
【図５】復帰禁止判断の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１…車線逸脱防止装置、１１…車速検出手段、１２…操舵トルク検出手段、１３…白線認識カメラ、１４…ブレーキスイッチ、１５…ウィンカースイッチ、１６…メインスイッチ、１７…操舵トルク印加手段、１８…警報ブザー、１９…メーター、２１…速度メーター、２２…タコメーター、２３…逸脱防止支援実行表示、２４…操舵制御実行表示、２５…白線認識表示、２６…レーダクルーズ表示、２７…レーダクルーズ設定速度表示。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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